Question

8．在Na⁺的物质的量浓度为0.5mol•L^-1的某澄清溶液中，还可能含有如表中所示的若干种离子．

阳离子	K+、Ag+、Mg2+、Ba2+
阴离子	NO3-、CO32-、SiO32-、SO42-

取100mL该溶液进行如下实验（气体体积在标准状况下测定）：

序号	实验内容	实验结果
Ⅰ	想该溶液中加入足量稀盐酸	生成白色沉淀并在标准状况下放出0.56L气体
Ⅱ	将Ⅰ中产生的混合液过滤，将沉淀洗涤、灼烧至恒重，称量所得固体的质量	固体质量为2.4g
Ⅲ	向Ⅱ中所得的滤液中滴加BaCl2溶液	无明显现象

请回答下列问题：
（1）由实验Ⅰ确定一定不存在的离子是Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺．
（2）实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓．
（3）通过实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和必要计算，填写表中阴离子的物质的量浓度（能计算出结果的填写计算结果，一定不存在的离子填“0”，不能确定是否存在的离子填“？”）

阴离子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol•L-1	？	0.25mol/L	0.4mol/L	0

（4）判断K⁺是否存在，若存在，求其最小浓度，若不存在，请说明理由：存在，其浓度至少为0.8mol/L．

Answer 1

分析 由题意知溶液为澄清溶液，因此溶液中含有的离子必须能大量共存．由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO₃^2-，其浓度为$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO₃^2-，发生反应SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，SiO₃^2-的浓度为$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=0.4mol/L．由实验Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根据电荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺，且其浓度至少为0.8mol/L，不能确定NO₃^-是否存在．

解答 解：由题意知溶液为澄清溶液，因此溶液中含有的离子必须能大量共存．由实验Ⅰ可知，该溶液中一定含有CO₃^2-，其浓度为$\frac{\frac{0.56L}{22.4L/mol}}{0.1L}$=0.25mol/L，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；由生成白色沉淀判断溶液中一定含有SiO₃^2-，发生反应SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，SiO₃^2-的浓度为$\frac{\frac{2.4g}{60g/mol}}{0.1L}$=0.4mol/L．由实验Ⅲ可知溶液中不含SO₄^2-，根据电荷守恒2c（CO₃^2-）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺，且其浓度至少为0.8mol/L，不能确定NO₃^-是否存在．
（1）由实验Ⅰ可知，加入足量稀盐酸生成白色沉淀并在标准状况下放出0.56L气体，则该溶液中一定含有CO₃^2-、SiO₃^2-，则一定没有Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺，
故答案为：Ag⁺、Mg²⁺、Ba²⁺；
（2）实验Ⅰ中生成沉淀的离子方程式为：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓，
故答案为：SiO₃^2-+2H⁺=H₂SiO₃↓；
（3）通过上述分析计算可知，

阴离子	NO3-	CO32-	SiO32-	SO42-
c/mol•L-1	？	0.25mol/L	0.4mol/L	0

（4）根据电荷守恒2c（CO₃^2-+）+2c（SiO₃^2-）=2×0.25mol/L+2×0.4mol/L=1.3mol/L＞0.5mol/L，因此溶液中一定含有K⁺，且其浓度至少为0.8mol/L，
故答案为：存在，其浓度至少为0.8mol/L．

点评 本题考查离子共存等，难度中等，注意掌握离子反应，根据电荷守恒判断K⁺是否存在，是本题的难点、易错点，难度中等．